水聲技術(shù)的不斷發(fā)展對水下設(shè)備的接口能力提出了越來越高的要求。如何進(jìn)行各個接口的設(shè)計,是水下設(shè)備所必須解決的問題。 根據(jù)水聲設(shè)備接口配置靈活的特點(diǎn),本文采用Altera公司的NiosⅡ軟核處理器進(jìn)行水下嵌入式系統(tǒng)接口設(shè)計,其特點(diǎn)是可以根據(jù)實際需求進(jìn)行NiosⅡ軟核處理器的定制。NiosⅡ系統(tǒng)提供豐富的接口模塊可供選擇,并提供驅(qū)動支持。同時,用戶成熟的設(shè)計單元可以與NiosⅡ系統(tǒng)相結(jié)合,最終可實現(xiàn)單片解決方案。 本文在嵌入NiosⅡ處理器的FPGA中,設(shè)計實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)接口、串口、AD接口和USB接口,并用Visual C++設(shè)計了上位機(jī)顯控軟件以實現(xiàn)接口管理。其中,AD芯片可以50kHz采樣率對模擬信號進(jìn)行實時采樣。網(wǎng)絡(luò)部分軟件方面基于μC/OS-Ⅱ操作系統(tǒng)和LWIP協(xié)議棧加以實現(xiàn)。顯控軟件可以通過網(wǎng)絡(luò)接口下達(dá)命令以使能或禁止AD芯片工作,網(wǎng)絡(luò)部分的通信狀況由串口進(jìn)行顯示。USB芯片符合USB2.0傳輸協(xié)議,AD采樣的實時數(shù)據(jù)可以通過其上傳至上位機(jī)顯控端并進(jìn)行實時保存,待傳輸結(jié)束后可對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。 經(jīng)過最終的測試,各部分工作正常,性能穩(wěn)定。

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 論文立題背景
    1.2 NiosⅡ系統(tǒng)概述
    1.3 CycloneⅡFPGA簡介
    1.4 論文主要工作內(nèi)容
第2章 NiosⅡ系統(tǒng)接口設(shè)計與實現(xiàn)
    2.1 概述
    2.2 Flash接口設(shè)計
        2.2.1 Flash控制器特性
        2.2.2 Flash器件介紹
        2.2.3 Flash器件的參數(shù)配置
    2.3 SDRAM接口設(shè)計
        2.3.1 SDRAM控制器特性
        2.3.2 SDRAM存儲器芯片介紹
        2.3.3 SDRAM控制器工作參數(shù)配置
    2.4 UART接口設(shè)計
        2.4.1 UART核特性
        2.4.2 UART控制器參數(shù)的配置
    2.5 AD接口設(shè)計
        2.5.1 ADS7822芯片特性
        2.5.2 ADS7822控制時序
        2.5.3 ADS7822控制器設(shè)計
    2.6 內(nèi)部PIO接口設(shè)計
        2.6.1 PIO核特性
        2.6.2 PIO核的配置
    2.7 USB接口設(shè)計
        2.7.1 USB協(xié)議介紹
        2.7.2 CY7C68013特性介紹
        2.7.3 Slave FIFO接口的配置
        2.7.4 Slave FIFO寫數(shù)據(jù)控制程序設(shè)計
        2.7.5 USB固件程序編寫
        2.7.6 USB驅(qū)動程序
    2.8 網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)計
        2.8.1 DM9000A芯片特性
        2.8.2 μC/OS-Ⅱ?qū)崟r操作系統(tǒng)特點(diǎn)及其實現(xiàn)
        2.8.3 輕量IP(LWIP)協(xié)議棧特點(diǎn)及使用
        2.8.4 服務(wù)器端程序的編寫
    2.9 本章小結(jié)
第3章 顯控軟件設(shè)計
    3.1 顯控軟件設(shè)計綜述
    3.2 設(shè)計要求
    3.3 總體設(shè)計
        3.3.1 指令分析
        3.3.2 解決方案
    3.4 指令具體實現(xiàn)的關(guān)鍵點(diǎn)
    3.5 最終顯控界面
    3.6 本章小結(jié)
第4章 NiosⅡ系統(tǒng)接口測試結(jié)果
    4.1 存儲器接口測試
    4.2 串口測試
    4.3 內(nèi)部PIO接口測試
    4.4 網(wǎng)絡(luò)接口測試
    4.5 AD接口測試
    4.6 USB接口測試
    4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果
致謝
附錄



本文編號：3767884